Все о геологии :: Термодинамические свойства твердых растворов Sr, Ba, Rb- содержащих полевых шпатов: экспериментальное исследование и прикладные аспекты

Геовикипедия
wiki.web.ru

Поиск

Главная страница

Конференции: Календарь / Материалы

Каталог ссылок

Словарь

Форумы

В помощь студенту

Последние поступления

Геология >> Экология | Диссертации

Обсудить в форуме

Добавить новое сообщение

Термодинамические свойства твердых растворов Sr, Ba, Rb- содержащих полевых шпатов: экспериментальное исследование и прикладные аспекты

Ковальский Андрей Михайлович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

содержание

Глава 4. Термохимическое изучение твердых растворов полевых шпатов

Термохимическое исследование проводилось методом высокотемпературной калориметрии растворения при 973 К на дифференциальном теплопроводящем микрокалориметре Тиана-Кальве фирмы "Сетарам" (Франция). В качестве растворителя в опытах использовался расплав состава 2PbO^. B₂O₃, который при 973 К находится в жидком состоянии. В одной порции расплава (~30 г) проводилось не более 8 измерений.

В результате калориметрических исследований твердых растворов (Na,Sr)- и (Sr,Ba)- полевых шпатов определены энтальпии их растворения. Полученные значения энтальпий растворения и рассчитанные для (Na,Sr)- полевых шпатов энтальпии смешения приведены в табл. 3 и 4. Энтальпии смешения рассчитывались, как разность энтальпий растворения механической смеси конечных членов и твердого раствора того же состава. В расчете использовалось значение энтальпии растворения Sr- аналога цельзиана, полученное для гидротермально раскристаллизованной пиросинтетической керамики.

Таблица 3. Значения энтальпий растворения и энтальпий смешения твердых растворов (Na,Sr)- полевых шпатов.

╧ опыта*	X_Sr^Fsp	$\Delta$ Н ^sol (кДж/моль)	$\Delta$ Н ^mix (кДж/моль)
4490	0.00	66.2 $\pm$ 4.2 (8)**	-
4732	0.175	70.3 $\pm$ 4.5 (3)	-0.9
4263	0.52	79.8 $\pm$ 3.3 (7)	-4.3
4669	0.62	78.8 $\pm$ 3.7 (8)	-1.3
4713***	1.00	87.0 $\pm$ 2.5 (6)	-
4736****	1.00	84.4 $\pm$ 6.1 (4)	-

* - номер опыта по синтезу полевого шпата; ** - погрешности выражены 95% доверительным интервалом, в скобках - число определений; *** - образец, полученный методом твердофазного синтеза; **** - образец гидротермально раскристаллизованной пиросинтетической керамики.

Таблица 4. Зачения энтальпий растворения твердых растворов (Sr,Ba)Al₂Si₂O₈.

X_Ba^Fsp	$\Delta$ H ^sol (кДж/моль)
X_Ba^Fsp	Образцы, полученные методом твердофазного синтеза при 1480 С	Гидротермально раскристаллизованные керамики (Т=700 С, Р=2 кбар)
0.00	87.02 $\pm$ 2.49 (6)* (опыт 4713)**	84.4 $\pm$ 6.1 (4) (опыт 4736)
0.19	92.46 $\pm$ 1.68 (6) (опыт 4715)	-
0.49	97.91 $\pm$ 4.33 (4) (опыт 4717)	-
0.52	-	101.4 (2) (опыт 4738)
0.80	103.45 $\pm$ 2.20 (5) (опыт 4719)	-
1.00	110.27 $\pm$ 7.38 (6) (опыт 4714)	117.2 $\pm$ 5.3 (3) (опыт 4737)

* - погрешности выражены 95% доверительным интервалом, в скобках - число определений; ** - номер опыта по синтезу полевого шпата.

Значения энтальпий растворения образцов Sr- полевого шпата, полученного методом пиросинтеза (при Т=1480 С) ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=87.0 $\pm$ 2.5 кДж/моль) и раскристаллизованного в гидротермальных условиях (при Т=700 С и Р=2 кбар) ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=84.4 $\pm$ 6.1 кДж/моль), согласуются в пределах погрешностей эксперимента между собой и с результатами исследования Чернышевой и др. (1991) для Sr- аналога цельзиана, полученного методом пиросинтеза ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=86.88 $\pm$ 2.16 кДж/моль). Несогласование наших данных по энтальпии растворения альбита (Na- крайнего члена ряда) ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=66.2 $\pm$ 4.2 кДж/моль) с результатами Блиновой и Киселевой (1982) ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=73.55 $\pm$ 1.09 кДж/моль) связано, по-видимому, с различием исследованных образцов: синтезированного в гидротермальных условиях в настоящей работе и разупорядоченного (при Т=1050 С в течение 27 суток) природного образца.

Концентрационные зависимости энтальпий растворения и энтальпий смешения твердых растворов NaAlSi₃O₈ √ SrAl₂Si₂O₈ показаны на рис. 7. Полученные энтальпии растворения свидетельствуют о небольшом отклонении изучаемого твердого раствора от идеального. Рассчитанные энтальпии смешения позволяют считать твердый раствор близким к идеальному с отрицательным отклонением энтальпии смешения от идеальности.

Экспериментальные значения энтальпий растворения (Sr,Ba)- полевых шпатов показаны на рис. 8.

Рис. 7. Концентрационные зависимости (T=973 K): а - энтальпий растворения и б - энтальпий смешения твердых растворов (Na,Sr)- полевых шпатов. Размеры вертикальных линий соответствуют погрешностям измерений. Линии на графике: _____ - изученный твердый раствор; _ _ _ - идеальный твердый раствор.

Рис. 8. Концентрационные зави-симости (T=973 K) энтальпий растворения (Sr,Ba)- полевых шпатов (1 - образцы, полученные методом твердофазного синтеза; 2 √ гидро-термально раскристаллизованные образцы). Размеры вертикальных линий соответствуют погрешностям определения энтальпий растворения.

Полученные энтальпии растворения в пределах погрешностей измерений хорошо описываются линейными зависимостями, что свидетельствует об идеальности данного твердого раствора.

Энтальпии растворения для крайних членов ряда, синтезированных двумя разными способами (табл. 4), в пределах погрешности определения, согласуются между собой и с данными Чернышевой и др. (1991) по пиросинтетическим образцам SrAl₂Si₂O₈ ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=86.88 $\pm$ 2.16 кДж/моль) и BaAl₂Si₂O₈ ( $\Delta$ H ^sol₉₇₃=109.16 $\pm$ 0.76 кДж/моль). Что касается промежуточных членов ряда, то результаты настоящей работы отличаются от данных, полученных в работе Чернышевой и др. (1991), где показано отрицательное отклонение энтальпий растворения твердых растворов (Sr,Ba)- полевых шпатов от линейной зависимости. Однако концентрационные зависимости объемов элементарных ячеек твердых растворов (Sr,Ba)- полевых шпатов, как по данным настоящей работы, так и по данным Чернышевой и др. (1991), описываются линейными зависимостями, что говорит об отсутствии избыточных объемов смешения и косвенно свидетельствует об идеальности данной системы. Расхождению же значений энтальпий растворения, полученных в настоящей работе с результатами Чернышевой и др. (1991), объяснение на сегодняшний день не найдено. В дальнейшем планируется проведение дополнительного термохимического изучения промежуточных членов ряда (Sr,Ba)- полевых шпатов, полученных гидротермальной перекристаллизацией пиросинтетических образцов.

далее >>

Полные данные о работе

Геологический факультет МГУ

См. также

ЕЖЕГОДНЫЙ СЕМИНАР ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МИНЕРАЛОГИИ, ПЕТРОЛОГИИ И ГЕОХИМИИ (ЕСЭМПГ-2006).Программа семинара. 18-19 апреля 2006 г.

Модели эволюции глубинных щелочных жидкостей:

Модели эволюции глубинных щелочных жидкостей: Введение.

Петрология и минеральная хронометрия коровых эклогитов :

Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм: Редокс равновесие

Учебник по экспериментальной и технической петрологии: стадии технологических схем гидрометаллургии

Учебник по экспериментальной и технической петрологии: метод поверхностной сульфидизации

Ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии - 2002

Экспериментальные исследования сульфид-силикат-карбонат-углеродных систем в связи с проблемой генезиса алмаза:

Экспериментальные исследования сульфид-силикат-карбонат-углеродных систем в связи с проблемой генезиса алмаза: Введение.

Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем : Заключение

Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем :

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ